СИСТЕМА ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ У БЕСПРОВОДНОЙ СТЫКОВОЧНОЙ ЛИНИИ СВЯЗИ Российский патент 2016 года по МПК H01Q1/24 

Это изобретение относится к беспроводной стыковке, а конкретнее, к устройству расстройки антенны беспроводной стыковки для повышения эффективности и оптимизации линии связи.

Беспроводная стыковка использует беспроводные технологии для подключения портативных устройств, например мобильных телефонов, переносных компьютеров и т.п., к обычно стационарным стыковочным средам. Такое портативное устройство называется стыкуемым устройством или беспроводным стыкуемым устройством. Беспроводная стыковочная среда предоставляет стыкуемому устройству доступ к периферийному оборудованию, например большому экрану, клавиатуре, мыши и портам ввода/вывода, которые могут использоваться для улучшения опыта взаимодействия и производительности конечного пользователя при взаимодействии с приложениями, работающими на стыкуемом устройстве. Одним примером беспроводной стыковки является предоставление пользователю мобильного телефона возможности использовать более крупный экран, например монитор ТВ или ПК, при взаимодействии с приложением, например клиентом электронной почты или веб-обозревателем, работающим на мобильном телефоне.

Чтобы осуществить беспроводную стыковку, стыкуемое устройство подключается по беспроводной связи к одной или нескольким беспроводным стыковочным станциям, также известным как беспроводные стыковочные узлы, чтобы получить доступ к периферийному оборудованию в беспроводной стыковочной среде. В простом случае беспроводная стыковочная среда реализуется путем наличия в некотором месте (в гостиной, на столе в офисе и т.п.) одной беспроводной стыковочной станции, к которой подключается все периферийное оборудование типа ТВ, мониторов ПК, клавиатур и т.п. В одном характерном примере беспроводную Bluetooth-клавиатуру и веб-камеру с USB можно было бы подключить к стыковочной станции, чтобы они стали частью стыковочной среды. Таким образом, стыкуемое устройство было бы подключено к беспроводной клавиатуре и веб-камере с USB после стыковки со стыковочной станцией.

На практике самым разумным беспроводным протоколом для обеспечения возможности беспроводной стыковки между стыковочной станцией и стыкуемым устройством будет Wi-Fi, так как многие (возможные) стыкуемые устройства уже обладают встроенной поддержкой Wi-Fi. Однако полноправная беспроводная стыковочная система, которая направлена на обеспечение совместимости между устройствами и между производителями у разных стыкуемых устройств и стыковочных станций удобным для пользователя способом, дополнительно задается набором механизмов или протоколов между стыкуемыми устройствами и стыковочными станциями, которые реализуют простую и удобную автоматическую установку Wi-Fi соединения между стыкуемым устройством и стыковочными станциями вместе с их ассоциированным периферийным оборудованием.

В беспроводной стыковочной среде состояние ″пристыковано″ в этом смысле - пристыкованное состояние - является состоянием, когда стыкуемое устройство имеет доступ ко всему периферийному оборудованию в беспроводной стыковочной среде, или по меньшей мере ко всему периферийному оборудованию в беспроводной стыковочной среде, к которому решило обратиться стыкуемое устройство. Группирование множества периферийного оборудования в единую беспроводную стыковочную среду и разрешение пользователю соединять стыкуемое устройство со всем периферийным оборудованием в беспроводной стыковочной среде путем инициирования одиночного действия ″стыковки″ является важным принципом для обеспечения простоты использования. Состояние ″отстыковано″ является состоянием, когда отсутствует доступ к любому периферийному оборудованию в беспроводной стыковочной среде. Предпочтительно, чтобы процедуры стыковки и отстыковки были как можно более автоматическими, требуя минимального вмешательства пользователя и минимального предшествующего конфигурирования пользователем.

Стыковочную станцию можно было бы реализовать многими путями. Это могло бы быть специально разработанное устройство узкого назначения, или это мог бы быть, например, ПК, исполняющий некоторые программные приложения, который может иметь некоторые дополнительные присоединенные аппаратные средства, чтобы сделать стыковку удобнее и/или эффективнее. HDTV также мог бы обладать встроенными функциональными возможностями, чтобы действовать в качестве стыковочной станции. Один вариант исполнения, который рассматривается для всех этих классов стыковочных станций, состоит в оснащении станции подставкой, в которую можно поместить стыкуемое устройство. Помещение стыкуемого устройства в подставку обычно будет обладать эффектом инициирования действия стыковки. Другой вариант состоит в оснащении стыковочной станции стыковочной площадкой, поверхностью, на которую можно положить стыкуемое устройство. Снова укладывание инициировало бы действие стыковки, по меньшей мере когда стыкуемое устройство перед этим находилось в отстыкованном состоянии.

Оснащение стыковочной станции подставкой, площадкой или другой обозначенной областью обладает преимуществом в том, что если одно помещение или одна область в здании содержит много стыковочных станций, причем все находятся в возможном беспроводном диапазоне, то у пользователя будет простой способ для указания, с какой станцией и подразумеваемой беспроводной стыковочной средой хочет состыковаться пользователь. Другим инициирующим действием может быть использование меню на стыкуемом устройстве. Например, в гостиной, когда пользователь сидит в кресле со стыкуемым устройством в руке, было бы удобно инициировать действие стыковки со стыковочной станцией, которая не находится в зоне досягаемости рукой, используя меню на стыкуемом устройстве. Дополнительные инициирующие события для перехода из отстыкованного в пристыкованное состояние включают в себя (a) сканирование метки NFC (Связь ближнего поля) на стыковочной станции стыкуемым устройством, или (b) нажатие пользователем определенной кнопки на стыкуемом устройстве или (c) на стыковочной станции. Максимально полезный стандарт беспроводной стыковки должен разрешать многие из этих типов инициирующих действий, предоставляя производителям устройств и конечным пользователям возможность выбирать, что для них наиболее удобно.

Чтобы создать максимальное удобство для пользователя, инициирование действия ″отстыковки″ не всегда должно быть обратным инициированию действия ″стыковки″. Например, если стыковка может инициироваться автоматически пользователем, помещающим стыкуемое устройство - мобильный телефон на стыковочную площадку, то может быть неудобно, если отстыковка происходит автоматически, когда пользователь берет мобильный телефон, чтобы ответить на вызов. Линия связи Wi-Fi между телефоном и стыковочной станцией с тем же успехом может поддерживаться, когда пользователь взял телефон со стыковочной площадки, хотя в некоторых случаях пропускная способность линии связи может пострадать от пользователя, блокирующего своим телом прямой путь сигнала.

Если стыкуемое устройство кладется на стыковочную площадку, устанавливается в подставку или помещается пользователем внутрь области (физически обозначенной, или о существовании которой известно), которая ассоциируется со стыковочной станцией или стыковочной средой, то стыкуемое устройство считается находящимся в состоянии ″пристыкованного физически″. Если стыкуемое устройство входит в состояние пристыкованного физически, то это может инициировать действие стыковки, приводящее к тому, что стыкуемое устройство также становится пристыкованным логически. Если стыкуемое устройство выходит из состояния пристыкованного физически, то оно не обязательно может перестать быть пристыкованным логически.

Физическая стыковка могла бы выполняться пользователем по ряду причин, и несколько этих причин могут применяться одновременно:

1. Чтобы инициировать процесс логической стыковки.

2. Чтобы обеспечить, что стыкуемое устройство подключается к источнику питания, например беспроводной зарядке, путем помещения телефона на зарядную площадку.

3. Чтобы оптимизировать, или сделать более предсказуемым качество беспроводной связи между стыкуемым устройством и стыковочной станцией/стыковочной средой. Качество (скорость, задержка) и предсказуемость связи будут влиять на практичность сочетания стыкуемого устройства с периферийным оборудованием в стыковочной среде.

4. Чтобы создать вход в некий механизм безопасности, чтобы (a) процесс стыковки мог проходить надежнее и/или (b) процесс стыковки мог пропустить некоторые этапы диалога безопасности, которые пользователю пришлось бы пройти в противном случае, стыкуясь логически на расстоянии. Беспроводные соединения могут подвергаться атакам типа ″человек посередине″, с помощью которых (удаленный) атакующий с надлежащим оборудованием может изображать стыкуемое устройство для стыковочной станции, или стыковочную станцию для стыкуемого устройства. Хотя общеизвестные механизмы типа аутентификации по PIN-коду (из Bluetooth) могут снизить вероятность успешных атак, они неудобны для пользователя. Поэтому физическая стыковка с механизмом обнаружения физической стыковки, на который сложно повлиять удаленному атакующему (″человеку посередине″), является важным путем к усилению безопасности, но не должна происходить за счет удобства для пользователя.

Выявляется несколько важных элементов процесса для процесса, который приводит из отстыкованного в пристыкованное состояние. Эти элементы процесса не обязаны совершаться в неизменном порядке, а также не обязаны совершаться всегда для каждого типа предусмотренного процесса стыковки. Некоторыми из этих элементов являются:

1. Инициирующий или запускающий механизм/событие, который запускает процесс стыковки, где этот триггер может выбирать одну беспроводную стыковочную среду среди нескольких беспроводных стыковочных сред, которые находятся в беспроводном диапазоне.

2. Создание одного или нескольких защищенных беспроводных соединений между стыкуемым устройством и стыковочной станцией (станциями) или другими элементами в стыковочной среде, причем инициализация этих защищенных соединений часто опирается на механизмы ″создания/обнаружения доверительных отношений″, которые предотвращают атаки типа ″человек посередине″.

3. Выбор оптимальных настроек беспроводных протоколов и интерфейса для использования в передачах к периферийным функциям и от них в пристыкованном состоянии, например в канале Wi-Fi.

Современные стыковочные и зарядные подставки используют электрические контакты для создания зарядных и/или информационных соединений. Недостатки этого подхода состоят в том, что контакты могут загрязняться, поэтому со временем они уже не работают в полной мере, и контакты являются препятствием в достижении эстетики при художественном конструировании мобильного устройства.

Беспроводной стандарт типа Wi-Fi может использоваться для поддержки беспроводной стыковки. Wi-Fi работает в открытой полосе частот (ISM), поэтому Wi-Fi соединения могут подвергаться помехам от других пользователей того же канала, например других пользователей Wi-Fi. Чтобы предотвратить нарушение связи из-за этих помех, Wi-Fi проектируется для совместного использования канала путем принуждения всех устройств использовать механизм CSMA (коллективный доступ с контролем несущей). Этот механизм гарантирует, что все устройства в диапазоне друг друга чередуются при отправке пакетов.

Фиг. 1 показывает ситуацию, где стыкуемые устройства A 110 и E 130, стыковочные станции B 120 и D 140, Wi-Fi маршрутизатор 150 и переносной компьютер 160 используют один и тот же радиоканал C. Кроме того, беспроводное устройство 170 без Wi-Fi передает информацию по радиоканалу C или каналу, перекрывающемуся с радиоканалом C. Граница 180 указывает диапазон, в котором стыкуемое устройство 110 может принимать сигнал от другого устройства, используя канал C. Это является упрощением, поскольку диапазон может отличаться в зависимости от типа и настроек мощности передачи у других устройств. Для стыкуемого устройства A 110, пристыкованного к стыковочной станции B 120, использующей радиоканал C, это означает, что когда стыкуемое устройство E 130, или стыковочная станция D 140, маршрутизатор 150, переносной компьютер 160 или беспроводное устройство 170 активно используют тот же радиоканал C - или частично перекрывающийся канал - находясь в диапазоне 180 стыкуемого устройства A 110, их использование этого канала вызывает снижение производительности для стыкуемого устройства A 110 по сравнению с производительностью, когда отсутствуют другие активные пользователи. Это обусловлено тем, что механизмы контроля несущей в стыкуемом устройстве A 110 и стыковочной станции B 120 будут откладывать использование канала C, если они обнаруживают другое устройство, использующее этот канал. Это снижение может вызвать, например, снижение скорости обновления экрана, что сделает невозможным удобный просмотр видео по беспроводному стыковочному соединению, хотя и не вызовет полной потери соединения.

Допустим, что устройство A 110 на фиг. 1 является универсальным устройством, например мобильным телефоном, использующим радиосвязь 802.11n (″Wi-Fi n″). В обычных обстоятельствах диапазон, в котором механизм контроля несущей в устройстве A 110 принимает сигналы, можно указать с помощью области 180. Механизм контроля несущей (или обнаружения несущей) в совместимом с 802.11n устройстве, например устройстве A 110, необходим для предотвращения передач устройством, если справедливо любое из следующего:

1. В канале обнаруживается радиосигнал, кодированный в соответствии со стандартом Wi-Fi, с уровнем сигнала по меньшей мере X дБ.

2. В канале обнаруживается любой сигнал с уровнем сигнала по меньшей мере X+Y дБ (то есть сигнал должен быть значительно сильнее, чем в первом условии).

Точные значения для X и Y в случае 802.11n можно найти в разделе 20.3.22.5 документа стандартов IEEE 802.11n-2009. Для некоторого кодирования сигнала в некоторых ранних стандартах Wi-Fi не всегда нужно реализовывать второе условие.

Два вышеприведенных условия означают, что передачи любым из устройств 130, 140, 150, 160 и 170 могут заставить устройство A 110 ожидать перед обращением к каналу, вызывая снижение производительности связи между стыкуемым устройством A 110 и стыковочной станцией B 120.

Конкретная проблема заключается в том, что универсальная реализация радиосвязи 802.11n, которая предполагается наличествующей в стыкуемом устройстве A 110, соблюдает вышеприведенные ограничения, когда она может передавать, даже если стыкуемое устройство A 110 само передает с низкой мощностью Z<<X, делая очень маловероятным, что эта передача помешала бы одновременному использованию канала C устройствами 130, 140, 150, 160 и 170. Стандарт Wi-Fi (и большинство беспроводных стандартов) не проектировались с учетом частного случая радиосвязи на очень коротком расстоянии. Поэтому общепринятые реализации этих стандартов могут не делать исключений для оптимизации этого случая. Режим сертификации может даже запрещать им делать некоторые исключения.

Одним способом повышения производительности в ситуации из фиг. 1 является изоляция устройств A 110 и B 120 из их среды, например, путем заключения их в клетку Фарадея. Однако это не является практичным решением для случая беспроводной стыковки. Другим способом является обеспечение, что большинство устройств в области используют разные, неперекрывающиеся каналы. Однако количество каналов, доступных для использования радиосвязью 802.11n, ограничивается, поэтому в лучшем случае это лишь частное решение. Например, в офисном здании свободной планировки, предполагая одну стыковочную станцию на стол (на сотрудника) и среднюю площадь в 5×5 метров на сотрудника, можно обнаружить 99 других стыковочных станций на том же этаже в сетке 50×50 метров около одной стыковочной станции. Если используется 802.11n со связкой каналов, то имеется только 10 неперекрывающихся пар каналов для выбора. Это означает, что в офисной среде фиг. 1 показывает реалистичное, может быть даже оптимистичное представление других устройств в рамках диапазона при допущении, что показаны только устройства, использующие одинаковый канал.

В статье ″Adaptive CSMA for Scalable Network Capacity in High-Density WLAN: A Hardware Prototyping Approach″ под авторством Zhu, J. Metzler, B. Guo, X. Liu, Y в 25th IEEE International Conference on Computer Communications Proceedings, INFOCOM 2006 (в дальнейшем - статья) авторы описывают эту проблему и отмечают, что в плотных средах WLAN высокая чувствительность механизма контроля несущей может представлять проблему производительности. Авторы предлагают ее решение путем принуждения рассматриваемых устройств использовать встроенный алгоритм адаптации уровня контроля несущей (CAA) (фиг. 3 в статье), чтобы двигаться к более высокой пороговой величине (большему уровню сигнала) для механизма контроля несущей. Фиг. 11(a) в той статье показывает повышения производительности, которых они добились с использованием этой методики, для проверки в офисе свободной планировки, показанном на фиг. 9 в статье. Некоторые варианты осуществления в этом документе отличаются в нескольких важных особенностях от подхода, рекомендованного в этой статье. Например, некоторые варианты осуществления в этом документе не опираются ни на какой встроенный механизм в стыкуемом устройстве, который заставляет механизм контроля несущей у стыкуемого устройства использовать другую пороговую величину. Более того, некоторые варианты осуществления в этом документе не используют контур управления для достижения оптимальной настройки для пороговой величины с использованием свойств радиосреды. В отличие от этого, некоторые варианты осуществления в этом документе используют принцип физической стыковки в качестве различителя между вхождением в ″нормальный″ режим контроля несущей и измененный режим контроля несущей.

При применении варианта осуществления изобретения, описанного в этом документе, диапазон, который показан на фиг. 1, в котором стыкуемое устройство A 110 может принимать сигнал от другого устройства, используя, например, канал C, уменьшается, как указано меньшим диапазоном, указанным ссылкой 190. Таким образом, даже если в диапазоне имеются устройства с Wi-Fi или другие устройства, которые используют канал C и/или перекрывающийся канал, то имеет место повышенная производительность линии связи между стыкуемым устройством и стыковочной станцией в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Это востребовано, в частности, если много беспроводных стыковочных станций находится очень близко друг к другу в одном помещении или области, например, в Интернет-кафе или в офисе свободной планировки.

Некоторые варианты осуществления создают хороший энергетический баланс беспроводной линии связи между отправителем (например, стыкуемым устройством A 110) и приемником (например, стыковочной станцией B 120), и поддерживают высокий энергетический баланс линии связи вне зависимости от того, что происходит в среде. Отметим, что под энергетическим балансом линии связи понимается учет всех усилений и потерь от передатчика по среде к приемнику в телекоммуникационной системе. Этот вариант осуществления максимизирует скорость передачи данных и минимизирует моменты, когда соединение временно прерывается (например, никакие пакетные передачи невозможны в течение 0,1 секунды) по причинам типа помех, ухудшения качества линии связи из-за многолучевого распространения или людей либо объектов, движущихся между антеннами, и т.п.

Дополнительные варианты осуществления реализуют стыкуемое устройство в виде универсального (Wi-Fi) устройства, используя стандартную технологию.

В первом варианте осуществления изобретения беспроводная стыковочная система в среде совместно используемого радиочастотного спектра включает в себя: стыковочную станцию, сконфигурированную с радиостанцией, подключенной к антенне; стыкуемое устройство, сконфигурированное с радиостанцией, подключенной к антенне и использующей стандарт радиосвязи с механизмом контроля несущей для связи со стыковочной станцией; и устройство снижения эффективности антенны, которое уменьшает чувствительность механизма контроля несущей в стыкуемом устройстве, когда стыкуемое устройство стыкуется физически.

Во втором варианте осуществления, когда стыкуемое устройство стыкуется физически со стыковочной станцией из первого варианта осуществления, мощность передачи радиостанции в стыкуемом устройстве приводится к меньшей, чем когда стыкуемое устройство отстыковывается физически от стыковочной станции.

В третьем варианте осуществления радиостанция в стыкуемом устройстве из первого варианта осуществления выполняется с возможностью переключения по меньшей мере между двумя настройками пороговой величины контроля несущей.

В четвертом варианте осуществления стыкуемое устройство из первого варианта осуществления дополнительно содержит первую зарядную катушку, а стыковочная станция дополнительно содержит вторую зарядную катушку, причем вторая зарядная катушка совмещается с первой зарядной катушкой для зарядки стыкуемого устройства, когда оно пристыковано физически.

В пятом варианте осуществления стыковочная станция для беспроводной стыковки со стыкуемым устройством в среде совместно используемого радиочастотного спектра, причем стыкуемое устройство конфигурируется с радиостанцией, подключенной к первой антенне и использующей стандарт радиосвязи с механизмом контроля несущей для связи со стыковочной станцией, причем стыковочная станция содержит: радиостанцию, подключенную ко второй антенне; и устройство снижения эффективности антенны, которое уменьшает чувствительность механизма контроля несущей в стыкуемом устройстве к сигналам, переданным другими устройствами в среде совместно используемого радиочастотного спектра, когда стыкуемое устройство стыкуется физически со стыковочной станцией.

В шестом варианте осуществления устройство снижения эффективности антенны из пятого варианта осуществления является устройством расстройки, которое сдвигает частоту свободных колебаний первой антенны.

В седьмом варианте осуществления устройство снижения эффективности антенны из пятого варианта осуществления является поглотителем, отражателем или экраном радиоволн, который ослабляет радиосигналы, принятые стыкуемым устройством из передач от других устройств.

В восьмом варианте осуществления устройство расстройки из шестого варианта осуществления содержит проводящий металл, который соединяется с первой антенной.

В девятом варианте осуществления устройство снижения эффективности антенны из пятого варианта осуществления является устройством расстройки, которое делает первую антенну менее эффективной путем создания электромагнитной связи между разными элементами первой антенны, которые проектируются электрически изолированными друг от друга.

В десятом варианте осуществления устройство расстройки из шестого варианта осуществления содержит множество проводящих металлических полос, которые соединяются с антенной в стыкуемом устройстве.

В одиннадцатом варианте осуществления устройство расстройки из шестого варианта осуществления содержит множество проводящих металлических элементов, которые подключаются друг к другу по меньшей мере через один резистор, и причем по меньшей мере один резистор рассеивает мощность электромагнитного поля, идущую через множество проводящих металлических элементов.

В двенадцатом варианте осуществления подключение по меньшей мере к одному резистору из одиннадцатого варианта осуществления осуществляется через переключатель.

В тринадцатом варианте осуществления устройство снижения эффективности антенны из пятого варианта осуществления можно включать или выключать.

В четырнадцатом варианте осуществления радиостанция в стыковочной станции из пятого варианта осуществления подключается к множеству антенн, причем каждая из множества антенн располагается так, что энергетический баланс линии связи оптимизируется для конкретного типа стыкуемого устройства.

В пятнадцатом варианте осуществления стыковочная станция из пятого варианта осуществления дополнительно содержит совмещающую структуру для совмещения пристыкованного стыкуемого устройства, так что первая антенна совмещается в предопределенной конфигурации с устройством снижения эффективности антенны в стыковочной станции.

В шестнадцатом варианте осуществления совмещающая структура из пятнадцатого варианта осуществления содержит конкретную форму для стыковочной станции, чтобы позволить помещать стыкуемое устройство в стыковочную станцию или на нее только в определенном положении.

В семнадцатом варианте осуществления совмещающая структура из пятнадцатого варианта осуществления содержит подвижную часть, на которую монтируется вторая антенна, так что подвижная часть может передвигаться в место, где вторая антенна совмещается с первой антенной.

В восемнадцатом варианте осуществления стыковочная станция из семнадцатого варианта осуществления дополнительно содержит первую зарядную катушку для зарядки посредством электромагнитной связи со второй зарядной катушкой, расположенной в стыкуемом устройстве, причем зарядные катушки также служат в качестве электромагнита, который двигает подвижную часть.

В девятнадцатом варианте осуществления совмещающая структура из пятнадцатого варианта осуществления содержит структуру с пазом для стыковочной станции, открытую с одной стороны и закрытую с другой стороны, чтобы позволить помещать стыкуемое устройство в структуру с пазом, касаясь закрытой стороны паза.

В двадцатом варианте осуществления стыковочная станция для беспроводной стыковки со стыкуемым устройством в среде совместно используемого радиочастотного спектра, причем стыкуемое устройство конфигурируется с радиостанцией, подключенной к антенне и использующей стандарт радиосвязи с механизмом контроля несущей для связи со стыковочной станцией, причем стыковочная станция содержит: центральный блок, имеющий радиостанцию; антенный модуль; и модуль снижения эффективности антенны для снижения эффективности первой антенны в стыкуемом устройстве путем уменьшения чувствительности механизма контроля несущей; причем центральный блок имеет интерфейс для подключения к антенному модулю и модулю снижения эффективности антенны.

Вообще, различные аспекты изобретения могут объединяться и соединяться любым возможным способом в рамках объема изобретения. Предмет, который рассматривается как изобретение, подробно показывается и недвусмысленно заявляется в формуле изобретения в заключении описания изобретения. Вышеупомянутые и другие признаки и преимущества изобретения станут очевидными из нижеследующего подробного описания в сочетании с прилагаемыми чертежами. Нижеследующие чертежи являются примерными конструкциями и не предназначены для ограничения объема изобретения.

Фиг. 1 показывает несколько беспроводных устройств, использующих одинаковый канал или перекрывающийся канал.

Фиг. 2 показывает связи между антенными системами и объектами расстройки.

Фиг. 3 показывает стыкуемое устройство и стыковочную подставку в соответствии с вариантом осуществления изобретения.

Фиг. 4 показывает стыковочные площадки в соответствии с двумя вариантами осуществления изобретения.

Фиг. 5 показывает стыковочную площадку/подставку в соответствии с вариантом осуществления изобретения.

Фиг. 6 показывает стыкуемое устройство и стыковочную подставку в соответствии с вариантом осуществления изобретения.

Фиг. 7 показывает модульные компоненты стыковочной станции в соответствии с вариантом осуществления изобретения.

Следующие варианты осуществления описывают устройство изменения контроля несущей стыкуемого устройства. Это устройство изменения контроля несущей стыкуемого устройства изменяет свойства механизма контроля несущей в стыкуемом устройстве, когда стыкуемое устройство стыкуется физически со стыковочной станцией. Предпочтительно, чтобы устройство изменения контроля несущей стыкуемого устройства изменяло свойства без необходимости внесения каких-либо изменений в стыкуемое устройство. Например, никаких изменений в программном обеспечении, аппаратных средствах, настройках или стандарте сетевого протокола, используемых радиостанцией стыкуемого устройства. Как описано в некоторых вариантах осуществления в этом документе, результат изменения механизма контроля несущей заставляет стыкуемое устройство стать менее способным - предпочтительно неспособным - к обнаружению радиосигналов от других устройств (например, устройств 130, 140, 150, 160 и 170, показанных на фиг. 1), не теряя способности обнаруживать радиосигналы от стыковочной станции. Описание изобретения и фигуры в этом документе обсуждают только устройства, использующие канал C. Однако изобретение не ограничивается каналом C, и также могли бы присутствовать другие устройства, использующие другие каналы в том же помещении (помещениях).

″Обнаружение″ задается на практике как ″обнаружение происходит всякий раз, когда механизм контроля несущей сигнализирует другим элементам реализации MAC-уровня в стыкуемом устройстве, что обнаруживается несущая″.

В некоторых вариантах осуществления устройство изменения контроля несущей стыкуемого устройства реализуется с использованием способа снижения эффективности антенны, который снижает эффективность антенной системы в стыкуемом устройстве, которая используется для связи по каналу C, когда стыкуемое устройство стыкуется физически со стыковочной станцией. Например, устройство изменения контроля несущей стыкуемого устройства можно реализовать с использованием расстройки антенны.

Эффективность приема у антенной системы, ее способность принимать сигнал и преобразовывать его в ток, достаточно большой, чтобы его использовала радиостанция, может ухудшиться, если антенна расстраивается. ″Расстройка″ задается как сдвигание частоты свободных колебаний у антенной системы, делая ее менее идеальным резонатором для приема сигналов из предназначенного канала C. Расстройка может происходить, если устройство расстройки, включающее в себя проводящий объект или набор проводящих объектов, помещается близко к антенне. Проводящий объект (объекты) и антенна становятся электрически соединенными, например посредством емкостной связи, когда они находятся близко без касания, или посредством резистивной связи, когда соприкасаются электрически неизолированные части. Эта связь изменяет электрические характеристики антенны, приводя к изменению частоты свободных колебаний всей антенной системы. Это иллюстрируется на фиг. 2(A), где радиостанция 210 подключается к антенне 220 и к заземляющей плоскости 250. Проводящий объект 230, в этом примере кусок провода, изменяет характеристики антенны посредством емкостной связи. Провод 230 длиннее антенны 220, так что сочетание антенны 220 и провода 230 образует электрическую систему с неправильной резонансной частотой, когда возбуждается радиостанцией 210. Фиг. 2(A) также показывает другой пример проводящего объекта 240, который в некоторой степени ″закорачивает″ антенну 220 и заземляющую плоскость 250. В результате радиостанция 210 становится в меньшей степени допускающей обнаружение разностей потенциалов между ними и, в силу этого, в меньшей степени допускающей обнаружение радиосигнала.

Проводящее тело может создавать электромагнитную связь между антенной и заземляющей плоскостью без физического касания. Проводящий объект также может обладать эффектом изменения резонансной частоты. Отметим, что проводящие объекты 230 и 240 не должны присутствовать одновременно, чтобы они производили такой эффект.

Как показано на фиг. 2(B), один вариант осуществления включает в себя небольшой резистор 260, например 50 Ом, внутри образованной таким образом цепи короткого замыкания. Этот резистор преобразует часть резонансной энергии EM (электромагнитного) поля, идущей через устройство расстройки, в тепло, лишая радиостанцию энергии EM-поля, которую она может обнаруживать. Этот резистор 260 может быть действующим электрическим компонентом, например резистором поверхностного монтажа, связывающим два проводящих элемента 230, 235 в устройстве расстройки, или его также можно реализовать, изготавливая часть проводящего объекта расстройки очень тонкой и узкой. Если устройство расстройки реализуется путем травления металлической пленки, осажденной на непроводящей поверхности, то эта форма реализации для резистора может быть особенно привлекательной. Подключение к резистору 260 при желании можно осуществить через механический или электронный переключатель 265.

Разновидностью сценария расстройки является сценарий, в котором устройство расстройки вызывает связь между двумя мачтами антенны в вибраторной антенне. Это обычно не только изменяет резонансную частоту, но также снижает эффективность антенной системы путем создания некоторого типа ″короткого замыкания″, которое уменьшает ток, фактически текущий через саму радиостанцию, уменьшая пропускную способность радиостанции для обнаружения флуктуирующих токов, созданных радиосигналами в канале C. Этот вариант осуществления иллюстрируется на фиг. 2(C), на которой радиостанция 210 подключается к вибраторной антенне, имеющей мачты 270 и 280. Устройство расстройки содержит проводящий объект 290, например провод, который в некоторой степени ″закорачивает″ 270 и 280, делая радиостанцию 210 в меньшей степени допускающей обнаружение разностей потенциалов между ними и в меньшей степени допускающей обнаружение радиосигнала. Проводящий объект 290 также обладает эффектом изменения резонансной частоты у мачт 270 и 280.

Расстройка также обладает эффектом снижения эффективности, с помощью которого антенная система может использоваться для отправки сигналов, если радиостанция подает ток в систему.

Соединенный проводящий объект мог бы создать электрическое ″короткое замыкание″, снижая эффективность радиостанции без фактической расстройки (изменения частоты свободных колебаний) радиосхемы. В этом документе будем придерживаться установившейся практики с использованием термина ″объект расстройки″ для описания класса всех проводящих объектов, которые, будучи помещенными рядом с элементами радиостанции и антенной системы или соприкасаясь с ним, заставят эту систему терять эффективность для поддержки радиоприема и/или передачи.

Некоторые беспроводные устройства включают в себя средство активного управления для предотвращения расстройки, но это средство обычно не может справиться с очень большими объектами/связями.

Некоторые стандарты радиосистем типа 802.11n допускают использование MIMO (система со многими входами-выходами): несколько независимых антенн соединены с одной и той же радиостанцией. В данном раскрытии изобретения текст и фигуры обычно показывают случай, где к радиостанции подключается только одна антенна. Однако варианты осуществления в этом документе также могут применяться, если беспроводное устройство имеет несколько антенн, подключенных к их радиостанциям. Использование термина ″антенная система″ подразумевает включение в него антенных систем MIMO.

Таким образом, устройство снижения эффективности антенны обладает эффектом снижения эффективности, с помощью которого антенная система стыкуемого устройства может принимать сигналы, а также может обладать эффектом снижения эффективности, с помощью которого система может отправлять сигналы. Как правило, вследствие способа, которым радиосистемы работают в стыкуемом устройстве, обе эффективности снижаются одновременно. В терминологии вычисления энергетического баланса линии связи, которая широко применяется в проектировании радиостанций, устройство снижения эффективности антенны обладает эффектом уменьшения коэффициента усиления антенны у стыкуемого устройства.

В результате снижения эффективности у антенны (антенн) стыкуемого устройства механизм контроля несущей в стыкуемом устройстве становится менее чувствительным к сигналам от других устройств (например, устройств 130, 140, 150, 160 и 170 на фиг. 1): сигнал увеличивает пороговые значения X и X+Y уровня сигнала до более высоких значений (более сильный сигнал) в описанном выше механизме CSMA. Это означает, что стыкуемое устройство может чаще использовать канал C для отправки сообщений стыковочной станции, потому что его механизм контроля несущей игнорирует предпочтительно все, но по меньшей мере некоторые случаи, где другие устройства используют этот канал. При стыкуемом устройстве, способном использовать канал чаще, чем раньше, эффективность канала для стыкуемого устройства повышается.

Дополнительной технической выгодой, которую можно достичь, является то, что стыкуемое устройство, когда принимает данные от стыковочной станции, менее чувствительно к помехам от других устройств, которые используют тот же канал.

Еще одной выгодой, которую можно достичь, является то, что устройство снижения эффективности антенны может уменьшить уровень сигнала, который стыкуемое устройство может использовать для отправки сообщений. Это означает, что другие устройства (например, 130, 140, 150, 160 и 170 на фиг. 1) с меньшей вероятностью испытывают снижение производительности из-за большего использования канала стыкуемого устройства.

Отметим, что для случая использования Wi-Fi стыкуемое устройство часто будет включать в себя регулятор уровня сигнала, который автоматически уменьшает уровень сигнала до меньшего уровня, когда приемник находится вблизи, как это имеет место со стыковочной станцией. От производителя зависит, присутствует ли этот регулятор либо в виде автоматической системы, либо в виде управляемой вручную системы. Поэтому необязательный вариант осуществления включает в себя автоматический регулятор уровня сигнала, а другой необязательный вариант осуществления включает в себя управляемый вручную регулятор уровня сигнала.

В варианте осуществления изобретения, ссылаясь на фиг. 3, устройство снижения эффективности антенны является устройством расстройки для расстройки антенны 314 и, возможно, других элементов антенны, прикрепленных к радиостанции 312, с помощью расстройки, которая раскрыта выше.

В другом варианте осуществления изобретения устройство снижения эффективности антенны действует как поглотитель, отражатель или экран радиоволн, посредством этого уменьшая связь по электромагнитному полю между стыкуемым устройством (и, при желании, стыковочной станцией) и другими устройствами поблизости.

Другой предпочтительный, но необязательный вариант осуществления состоит в том, что стыковочная станция оснащается антенной в месте, близком к антенне (антеннам) стыкуемого устройства, и/или с направленной чувствительностью, которая направлена в то место (места), где находится или могла бы находиться антенна (антенны) стыкуемого устройства, чтобы поддерживать связь между стыкуемым устройством и стыковочной станцией.

Близкое размещение и/или направленность антенны имеет технические выгоды (a) создания достаточно высокого энергетического баланса линии связи (качества линии связи) для связи между стыкуемым устройством и стыковочной станцией, даже если антенна стыкуемого устройства расстроена, и (b) разрешения стыкуемому устройству и стыковочной станции уменьшить мощность передачи, которую они используют для связи, посредством этого обеспечивая, что другие устройства с меньшей вероятностью испытывают снижение производительности из-за большого использования канала стыкуемого устройства и/или стыковочной станции.

Не является требованием, что подставка содержит радиостанцию, которая подключается к антенне - радиостанция могла бы находиться в другом устройстве, которое прикрепляется к подставке с помощью провода. В одном варианте осуществления подставка имеет USB-кабель, с помощью которого ее можно подключить к компьютеру, так что сочетание подставки и компьютера может работать в качестве стыковочной станции.

Фиг. 3 показывает стыкуемое устройство и стыковочную станцию в соответствии с вариантом осуществления изобретения. Стыкуемое устройство 310 имеет радиостанцию 312, подключенную к антенне 314 и, при желании, к заземляющей плоскости 316. Антенна 314 может включать в себя один элемент антенны, два элемента аналогичной формы (показанных в виде вибратора на фиг. 3) или массив элементов антенны подходящей формы и вида. Стыковочная станция 320 имеет радиостанцию 322, подключенную к антенне 324 и, при желании, к заземляющей плоскости 326. Стыковочная станция 320 также содержит устройство 328 расстройки, действующее в качестве устройства снижения эффективности антенны путем уменьшения чувствительности механизма контроля несущей в стыкуемом устройстве. Здесь устройство расстройки реализуется в виде проводящего куска металла. Геометрия стыковочной станции 320 вместе с совмещающей структурой 330 обеспечивает, что кусок металла должным образом совмещается с антенной 314, когда стыкуемое устройство 310 стыкуется физически, чтобы мог возникать эффект расстройки. Когда стыкуемое устройство отстыковывается физически, удаляется с подставки, эффект расстройки пропадает, позволяя стыкуемому устройству функционировать, при желании, как обычное устройство с Wi-Fi. Стыковочная станция 320 показана в виде подставки, но может принимать различные формы.

В этом варианте осуществления совмещающая структура 330 реализуется путем проектирования формы стыковочной станции 320, чтобы стыкуемое устройство 310 всегда располагалось в одном и том же месте при помещении в стыковочную станцию 320. Кнопки и экран на лицевой стороне стыкуемого устройства 310 создают зрительный ориентир для пользователя стыкуемого устройства 310, побуждая пользователя поместить стыкуемое устройство 310 экраном вверх, обращенным наружу. Поэтому часть совмещения не навязывается формой самой стыковочной станции - эта форма не препятствовала бы помещению стыкуемого устройства 310 в стыковочную станцию 320 с обращенной наружу обратной стороной стыкуемого устройства 310, препятствуя хорошему совмещению - а потому что исполнения стыкуемого устройства 310 и стыковочной станции 320 создают естественный наклон, чтобы пользователь поместил стыкуемое устройство 310 в определенной ориентации, даже если его симметричное исполнение допускает другие ориентации.

Отметим, что места антенн могут отличаться от тех, что показаны на фиг. 3. Например, некоторые стыкуемые устройства могут иметь антенны на нижнем крае, чтобы иметь более изысканные исполнения соответствующих стыковочных станций.

В некоторых вариантах осуществления изобретения стыковочная станция содержит несколько антенн в качестве средства для (a) размещения более крупного класса стыкуемых устройств (больше производителей, моделей, типов), имея отдельные антенны, оптимизированные для отдельных представителей класса, и/или (b) упрощения исполнения совмещающей структуры, предоставляя совмещающей структуре несколько антенн для выбора, когда она подходит к созданию совмещения, и/или (c) создания конфигураций антенн MIMO для связи между стыкуемым устройством и стыковочной станцией.

Несколько антенн могут подключаться к антенному соединению (соединениям) в радиостанции 322 стыковочной станции. Эти соединения также могли бы активироваться посредством переключателей, чтобы можно было выбрать одну определенную антенну (или набор антенн), или сигналы могли бы складываться электрически, опираясь на то, что антенна, которая лучше всего установлена, примет самый сильный сигнал, и что подмешивание возможных более слабых сигналов от других антенн не ухудшит серьезно качество линии связи.

В варианте осуществления изобретения совмещающая структура 330 помимо совмещения устройства снижения эффективности антенны и/или некоторых или всех антенн в стыковочной станции со стыкуемым устройством также используется для обеспечения, что необязательная беспроводная зарядная катушка 340 в стыковочной станции 320 совмещается с беспроводной зарядной катушкой 350 в стыкуемом устройстве 310. Это обладает преимуществом перед традиционными беспроводными зарядными решениями, где зарядная площадка может оснащаться многими катушками, в том, что нужно меньше катушек в стыковочной станции 320 и/или стыкуемом устройстве 310, и что подсистемы, управляющие зарядкой, можно упростить относительно решений, которым приходится обращаться с несколькими катушками, или больших допусков в совмещении катушек.

Фиг. 4 показывает два варианта осуществления изобретения, где стыковочная станция реализуется в виде стыковочной площадки.

На фиг. 4(A) стыковочная станция 410 является стыковочной площадкой с радиоантенной 412 в предпочтительном месте. Устройство 414 расстройки реализуется в виде проводящей металлической пластины, расположенной, например, сразу под поверхностью стыковочной площадки.

На фиг. 4(B) стыковочная станция 420 является стыковочной площадкой с радиоантенной 422 в предпочтительном месте. Устройство 424 расстройки реализуется в виде некоторого количества проводящих полос, расположенных, например, непосредственно под поверхностью стыковочной площадки. Это исполнение предполагает, что стыкуемое устройство помещается на стыковочной площадке так, что антенна в стыкуемом устройстве параллельна направлению проводящих полос. Исполнение, позволяющее произвольное размещение стыкуемого устройства, можно создать с использованием более сложного исполнения устройства расстройки, например, имеющего второй слой проводящих полос под углом 90 градусов под первым слоем, причем слои электрически изолируются.

В еще одном варианте осуществления изобретения антенная система в стыковочной станции проектируется для компенсации наличия устройства снижения эффективности антенны, где антенна в стыковочной станции проектируется и размещается с учетом наличия устройства расстройки. Это распространенное действие при проектировании антенн для небольших изделий, чтобы приспособить исполнение антенн к компенсации расстройки от больших проводящих объектов (например, батарей, металлических пластин) в изделии - компенсация устройства расстройки может выполняться с использованием таких же методик проектирования.

Другой вариант осуществления изобретения состоит в реализации устройства снижения эффективности антенны, которое можно включать или выключать. Такое устройство снижения эффективности антенны можно реализовать, например, в виде устройства расстройки путем помещения механического или электронного переключателя между двумя проводящими элементами, чтобы они имели меньший или отсутствующий эффект расстройки, когда переключатель разомкнут.

Выгода вышеупомянутой особенности в том, что она позволяет стыкуемому устройству легче связываться с удаленными устройствами, например Wi-Fi маршрутизатором 150 на фиг. 1, будучи физически пристыкованным. Такая связь может использоваться, например, если стыкуемое устройство хочет поддерживать или иногда использовать Интернет-соединение посредством Wi-Fi маршрутизатора 150. Когда оно отправляет пакет в Wi-Fi маршрутизатор 150 или пытается принять пакеты от Wi-Fi маршрутизатора 150, устройство снижения эффективности антенны выключается. Устройство снижения эффективности антенны включается на некоторое или на все время, когда стыкуемое устройство пытается связаться со стыковочной станцией 120. Стандарт Wi-Fi содержит элементы, которые позволяют стыкуемому устройству помешать Wi-Fi маршрутизатору 150 в попытке отправить пакеты стыкуемому устройству в течение периода, когда устройство снижения эффективности антенны включено.

Еще один вариант осуществления изобретения - заставить стыковочную станцию действовать в качестве ретранслятора для стыкуемого устройства, когда стыкуемое устройство хочет обратиться к другим сетевым устройствам типа Wi-Fi маршрутизатора 150 в области 180. Эта ретрансляция полезна, потому что устройство снижения эффективности антенны может сделать невозможным для стыкуемого устройства отправку или прием пакетов на расстоянии до Wi-Fi маршрутизатора 150. Ретрансляция может происходить на нескольких разных уровнях протокола, например на уровне (беспроводного) Ethernet или на уровне IP.

Другой вариант осуществления изобретения предоставляет систему управления, которая механически или электронно управляет устройством снижения эффективности антенны, чтобы стабилизировать на оптимальном уровне величину снижения, созданную в стыкуемом устройстве. Система управления могла бы включать в себя контур обратной связи, заключающий в себе значения уровня сигнала, измеренные радиостанцией стыкуемого устройства. Управляемое устройство снижения эффективности антенны можно создать с использованием, например, устройства расстройки, включающего в себя электронный переключатель, как описано выше, которым можно управлять для разрешения переменной величины проходящего тока. Другим способом создания управляемого устройства расстройки было бы механическое изменение ориентации проводящих элементов в устройстве расстройки относительно стыкуемого устройства.

Выгода этой системы управления в том, что можно разместить больший диапазон типов стыкуемого устройства с разными расположениями антенн и/или большим количеством геометрических отношений в физической стыковке. Управление могло бы изменять величину переданной расстройки и/или место (места), куда передается определенная величина расстройки. Дополнительная выгода может состоять в том, что допуски проектирования изделий в стыкуемом устройстве и стыковочной станция могут быть больше.

В другом варианте осуществления изобретения, если стыковочная станция является подставкой, то несколько антенн и/или устройств снижения эффективности антенны включаются в подставку в нескольких местах, так что можно размещать многие разные типы стыкуемого устройства с разными расположениями и/или характеристиками антенн.

В другом варианте осуществления, который показан на фиг. 5, стыковочная станция 520 включает в себя по меньшей мере подвижную часть 524, на которую монтируется по меньшей мере одна антенна 522, где эту подвижную часть 524 можно заставить двигаться с использованием механизма 526 перемещения, чтобы передвинуть ее в место, где антенна 512 стыкуемого устройства 510 совмещается с антенной 522. Отметим, что подвижная часть 524 не ограничивается только движением по прямой линии в одном направлении. Подвижная часть 524 могла бы допускать двумерное перемещение или могла бы описывать перемещение по окружности или перемещение по конкретному пути. Если подвижная часть 524 не допускает полных двумерных перемещений, то это можно компенсировать путем монтажа нескольких антенн на подвижную часть 524, например в направлении, перпендикулярном направлению движения.

Отметим, что этот вариант осуществления можно объединить с совмещающей структурой 530 и 540, чтобы очертить границы места стыкуемого устройства, чтобы также можно было ограничить нужную меру движения подвижной части 524. Из-за находящихся сбоку кромок 530 и 540 форму на чертеже можно было бы назвать как площадкой (потому что она в основном плоская), так и подставкой, потому что она ограничивает положение стыкуемого устройства более чем в одном измерении.

В предпочтительном варианте осуществления механизм 526 перемещения является электромеханической системой с одним или несколькими исполнительными механизмами.

В другом варианте осуществления механизм 526 перемещения реализуется с использованием магнитных полей между стыкуемым устройством 510 и стыковочной станцией 520. В качестве примера постоянный магнит помещается в подвижную часть 524, а в стыкуемое устройство помещается электромагнит, который включается на короткий период в начале стыковки, чтобы создать правильное совмещение. Зарядная катушка может попутно являться электромагнитом.

В варианте осуществления стыкуемое устройство механически двигается стыковочной станцией, чтобы достичь положения и ориентации, где существует совмещение между антеннами в стыкуемом устройстве и стыковочной станции.

Это перемещение можно реализовать с использованием магнитных полей между стыкуемым устройством и стыковочной станцией. Например, там, где обнаруживаются постоянные магниты в стыкуемом устройстве, создается магнитная связь, чтобы тянуть стыкуемое устройство в определенных направлениях.

В качестве альтернативы стыкуемое устройство можно поместить в (или на) подвижную каретку стыковочной станции, так что стыкуемое устройство может двигаться относительно места антенны в стыковочной станции. В качестве примера подвижная каретка может быть прямоугольным куском пластмассы немного больше формы стыкуемого устройства, оснащенным постоянными магнитами, с помощью которых подвижную каретку можно тянуть в определенных направлениях.

В другом альтернативном варианте стыковочной станцией используется вибрация, чтобы заставить двигаться стыкуемое устройство. С помощью вибрирования поверхности площадки определенными способами можно заставить лежащие на площадке объекты двигаться в определенных направлениях. Эту вибрацию можно было бы реализовать с использованием пьезоэлементов и/или с использованием вибрирующей пластины.

В варианте осуществления перемещение стыкуемого устройства достигается с помощью механических исполнительных механизмов, которые соприкасаются со стыкуемым устройством, например толкателей или конвейерных лент.

В другом варианте осуществления перемещение стыкуемого устройства полностью или частично достигается с помощью силы тяжести путем изготовления стыковочной станции чашеобразной или путем изготовления ее как наклонной плоскости с выступом внизу.

Отметим, что некоторые из вышеприведенных вариантов осуществления также можно объединить. Например, стыкуемое устройство могло бы двигаться по горизонтальной оси, а подвижная часть в стыковочной станции - по вертикальной оси.

Движения, произведенные в вышеупомянутом варианте осуществления, могут управляться механизмом управления, который использует измеренный уровень сигнала между антенной стыкуемого устройства и антенной стыковочной станции в качестве входных данных. Если доступен только этот один уровень сигнала, то обычно приходится делать пробные перемещения вперед-назад, чтобы найти оптимальное место. Если стыковочной станции доступны несколько антенн, от которых можно получить уровень сигнала, то правильное направление перемещения часто можно вывести с учетом относительных уровней сигналов.

Также отметим, что вышеприведенные варианты осуществления при желании можно спроектировать для размещения не только одного стыкуемого устройства, но одновременно нескольких стыкуемых устройств. Например, стыковочная станция может добиться этого с использованием нескольких антенн.

В другом варианте осуществления, который показан на фиг. 6, стыковочная станция 620 реализуется в виде структуры с пазом, открытой с одной стороны и закрытой с другой, с предположением, что пользователь помещает стыкуемое устройство 610 в непосредственной близости или касаясь закрытой стороны паза 630, так что антенна 612 стыкуемого устройства 610 совмещается с устройством 624 расстройки в стыковочной станции 620. Антенну 622 стыковочной станции при желании можно поместить соосно с устройством 624 расстройки. Этот вариант осуществления преимущественно может позволить стыковочной станции разместить более крупный набор стыкуемых устройств.

В еще одном варианте осуществления стыковочная станция устроена таким образом, что совмещающая структура является конфигурируемой конечным пользователем, чтобы обеспечить желательное совмещение для конкретного класса стыкуемых устройств с конкретным диапазоном форм и диапазоном положений антенн. Стыковочная станция может содержать механические части, которые могут двигаться пользователем, например вдоль выемки, либо стыковочная станция предоставляет необязательные части, которые могут быть добавлены пользователем. Например, при желании могут включаться некоторые пластмассовые формы, которые можно вставлять в прорезь.

В еще одном варианте осуществления изобретения устройство снижения эффективности антенны и антенна в стыковочной станции реализуются не в виде изолированных подсистем, а в виде единой подсистемы. Единая подсистема предоставляет электропроводящую структуру, которая действует как антенна и как устройство расстройки.

Как показано на фиг. 7, другой вариант осуществления изобретения предоставляет стыковочную станцию, реализованную не как одно монолитное изделие, а как части, содержащие центральный блок 710, устройство 730 снижения эффективности антенны и антенну 740, предоставленные отдельно, позволяющие конечному пользователю объединять их с использованием адаптера. Например, стыковочная станция на основе ПК обычно будет представлять собой ПК в качестве центрального блока с подставкой, которая включает в себя антенну и устройство снижения эффективности антенны, подключенной к ПК с помощью USB-кабеля.

Выгода этой особенности в том, что можно без труда разместить больший диапазон моделей стыкуемого устройства путем проектирования устройств снижения эффективности антенны для разных моделей стыкуемого устройства, которые могут работать с одной и той же подставкой или площадкой, включающей в себя антенну, или даже с диапазоном моделей подставок и/или площадок. Устройство снижения эффективности антенны могло бы обладать корпусом, спроектированным для вставки в подставку или площадку или установки на стыкуемое устройство.

Данное изобретение применимо к беспроводной стыковке и другим ситуациям, в которых беспроводное соединение нужно выполнить в насыщенной радиосреде, где у пользователя есть право помещать беспроводное устройство в некоторое постоянное место.

Некоторые варианты осуществления в этом документе предоставляют линию связи между стыкуемым устройством и стыковочной станцией, которую труднее отслеживать или блокировать на расстоянии. Обычно для защищенной связи используется шифрование, но дополнительный уровень защиты, предоставленный изобретением, является преимуществом перед другими решениями по беспроводной стыковке.

Предшествующее подробное описание изложило несколько из многих форм, которые может принимать изобретение. Подразумевается, что предшествующее подробное описание воспринимается как иллюстрация выбранных форм, которые может принимать изобретение, а не как ограничение определения изобретения. Этим является лишь формула изобретения, включающая в себя все эквиваленты, которые предназначены для задания объема этого изобретения.

Предпочтительно, чтобы принципы изобретения реализовывались в виде любого сочетания аппаратных средств, микропрограммного обеспечения и программного обеспечения. Кроме того, программное обеспечение предпочтительно реализуется в виде прикладной программы, материально воплощенной на запоминающем устройстве для программ или машиночитаемом носителе информации, состоящем из частей или из некоторых устройств и/или сочетания устройств. Прикладная программа может быть загружена и исполнена машиной, содержащей любую подходящую архитектуру. Предпочтительно, чтобы машина реализовывалась на компьютерной платформе, имеющей аппаратные средства, например один или несколько центральных процессоров (″CPU″), запоминающее устройство и интерфейсы ввода/вывода. Компьютерная платформа также может включать в себя операционную систему и код из микрокоманд. Различные процессы и функции, описанные в этом документе, могут быть либо частью кода из микрокоманд, либо частью прикладной программы, или любым их сочетанием, которые могут исполняться с помощью CPU независимо от того, показан ли явно такой компьютер или процессор. К тому же различные другие периферийные устройства могут быть подключены к компьютерной платформе, например дополнительный блок хранения данных и печатающее устройство.

Беспроводная стыковочная система в среде совместно используемого радиочастотного спектра, включающая: стыковочную станцию (120), сконфигурированную с радиостанцией (322), подключенной к антенне (324); стыкуемое устройство (110), сконфигурированное с радиостанцией (312), подключенной к антенне (314) и использующей стандарт радиосвязи с механизмом контроля несущей для связи со стыковочной станцией; и устройство (328) снижения эффективности антенны, которое уменьшает чувствительность механизма контроля несущей в стыкуемом устройстве, когда стыкуемое устройство стыкуется физически со стыковочной станцией. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Стыковочная станция (320) для беспроводной стыковки со стыкуемым устройством (310) в среде совместно используемого радиочастотного спектра, причем стыкуемое устройство (310) конфигурируется с радиостанцией (312), подключенной к первой антенне (314) и использующей стандарт радиосвязи с механизмом контроля несущей для связи со стыковочной станцией (320),
причем стыковочная станция (320) содержит:
радиостанцию (322), подключенную ко второй антенне (324); и
устройство (328) снижения эффективности антенны, которое уменьшает чувствительность механизма контроля несущей в стыкуемом устройстве (310) к сигналам, переданным другими устройствами в среде (130, 140, 150, 160, 170) совместно используемого радиочастотного спектра, когда стыкуемое устройство стыкуется физически со стыковочной станцией.

2. Стыковочная станция по п. 1, причем устройство снижения эффективности антенны является устройством расстройки, которое сдвигает частоту свободных колебаний первой антенны.

3. Стыковочная станция по п. 1, причем устройство снижения эффективности антенны является поглотителем, отражателем или экраном радиоволн, который ослабляет радиосигналы, принятые стыкуемым устройством из передач от других устройств.

4. Стыковочная станция по п. 2, причем устройство расстройки содержит проводящий металл (290, 414), который соединяется с первой антенной.

5. Стыковочная станция по п. 1, причем устройство снижения эффективности антенны является устройством расстройки, которое делает первую антенну менее эффективной путем создания электромагнитной связи между разными элементами первой антенны, которые спроектированы электрически изолированными друг от друга.

6. Стыковочная станция по п. 2, причем устройство расстройки содержит множество проводящих металлических полос (424), которые соединяются с антенной в стыкуемом устройстве.

7. Стыковочная станция по п. 2, причем устройство расстройки содержит множество проводящих металлических элементов, которые подключаются друг к другу по меньшей мере через один резистор (260), и причем по меньшей мере один резистор (260) рассеивает мощность электромагнитного поля, идущую через множество проводящих металлических элементов.

8. Стыковочная станция по п. 7, причем подключение по меньшей мере к одному резистору (260) осуществляется через переключатель (265).

9. Стыковочная станция по п. 1, причем устройство снижения эффективности антенны можно включать или выключать.

10. Стыковочная станция по п. 1, причем радиостанция в стыковочной станции подключается к множеству антенн, причем каждая из множества антенн расположена так, что энергетический баланс линии связи оптимизируется для конкретного типа стыкуемого устройства.

11. Стыковочная станция по п. 1, причем стыковочная станция дополнительно содержит совмещающую структуру (330) для совмещения пристыкованного стыкуемого устройства (310), так что первая антенна (314) совмещается в предопределенной конфигурации с устройством (328) снижения эффективности антенны в стыковочной станции (320).

12. Стыковочная станция по п. 11, причем совмещающая структура (330) содержит конкретную форму для стыковочной станции, чтобы позволить помещать стыкуемое устройство в стыковочную станцию или на нее только в определенном положении.

13. Стыковочная станция по п. 11, причем совмещающая структура содержит подвижную часть (524), на которую установлена вторая антенна (522), так что подвижная часть может передвигаться в место, где вторая антенна (522) совмещается с первой антенной (512).

14. Стыковочная станция для беспроводной стыковки со стыкуемым устройством в среде совместно используемого радиочастотного спектра, причем стыкуемое устройство (310) сконфигурировано с радиостанцией (312), подключенной к антенне (314) и использующей стандарт радиосвязи с механизмом контроля несущей для связи со стыковочной станцией, причем стыковочная станция содержит:
центральный блок (710), имеющий радиостанцию;
антенный модуль (740); и
модуль (730) снижения эффективности антенны для снижения эффективности первой антенны в стыкуемом устройстве путем уменьшения чувствительности механизма контроля несущей;
причем центральный блок (710) имеет интерфейс (720) для подключения к антенному модулю (740) и модулю (730) снижения эффективности антенны.

15. Способ предоставления стыковочной станции (320) для беспроводной стыковки со стыкуемым устройством (310) в среде совместно используемого радиочастотного спектра, причем стыкуемое устройство (310) сконфигурировано с радиостанцией (312), подключенной к первой антенне (314) и использующей стандарт радиосвязи с механизмом контроля несущей для связи со стыковочной станцией (320), причем способ содержит этапы, на которых:
предоставляют радиостанцию (322), подключенную ко второй антенне (324); и
предоставляют устройство (328) снижения эффективности антенны, которое уменьшает чувствительность механизма контроля несущей в стыкуемом устройстве (310) к сигналам, переданным другими устройствами в среде (130, 140, 150, 160, 170) совместно используемого радиочастотного спектра, когда стыкуемое устройство стыкуется физически со стыковочной станцией, причем устройство (328) снижения эффективности антенны подключено или является подключаемым к радиостанции (322).